JP2008539568A - 部分的に成形された導電構造の製造プロセス - Google Patents

Abstract

【課題】担体基板（１６）に部分的に成形された導電構造を製造するためのプロセス及び該プロセスにより形成された多層体を提供する。
【解決手段】導電構造の図形の磁気潜像は、磁化印刷フォーム（１１）に導電構造の図形を規定するデジタルデータセットから形成され、磁気潜像は、磁気像点（１１ｍ）と非磁気像点とから形成され、導電面を有し、磁気像点（１１ｍ）により引き付けられる磁性粒子は、印刷フォーム（１１）を用いて、磁気潜像により配置され、磁性粒子は、担体基板（１６）に導電構造の図形を提供し、担体基板に固定される。
【選択図】図１

Description

本発明は、担体基板に部分的に成形された導電構造の製造プロセス及び該プロセスにより製造された多層体に関する。

担体基板に部分的に成形された導電構造を製造するために、凹版、スクリーン印刷又はフレキソ印刷により、担体基板、例えば、坦体膜に鉄粒子を含む分散剤を塗付することが知られている。

このプロセスの不都合な点は、鉄粒子を含む分散剤が、接触するラスタースクリーンローラ、スクリーン又はフレキソ印刷ブロック等の印刷機の全ての部品において大量の摩耗をもたらすことである。更に不都合な点は、導電構造のグラフィック形状の変更が工具交換を必要とし、これが多大な時間及び／又は経費を必要とすることである。

本発明の目的は、担体基板に部分的に成形された導電構造の製造プロセスの改良と、そのような導電構造を有する多層体の改良とを提供することである。

上記目的が担体基板に部分的に成形された導電構造の製造プロセスにより達成される本発明によると、磁気潜像が磁気像点と非磁気像点とから形成される導電構造の図形の磁気潜像は、磁化印刷フォームの導電構造の図形を規定するデジタルデータセットから形成され、導電面を有し、磁気像点により引き付けられる磁性粒子は、印刷フォームを用いて磁気潜像により配置され、磁性粒子は、担体基板に導電構造の図形を提供し、担体基板に固定される。

更に、上記目的は部分的に成形された導電構造を有する多層体により達成され、該多層体は、導電面を有する磁性粒子の層を有し、磁性粒子は、導電構造の図形に配置されている。

本発明に係るプロセスは時間及び経費を節約する。これにより、部分的に成形された導電構造の図形の変更を簡単に低費用で実行することが可能となる。導電構造の図形に関するデジタルデータセットは、例えば、電子カメラ又はスキャナのようなデジタル画像プロセス、又は、コンピュータ支援設計プログラムにより形成される。

デジタルデータセットは、「１」又は「０」の２進値を含むデジタル像点で構成され、この中で、２進値「１」は導電構造の図形に関連する像点を具象化し、２進値「０」は導電構造の図形に関連しない像点を具象化する。

デジタルデータセットはコンピュータでのさらなる利用のために提供される。

本発明に係るプロセスは、高速、低コスト、高柔軟性及び長寿命の印刷フォームによりより区別される。印刷結果に関係のある部品、例えば、従来型印刷機のラスタースクリーンローラ、スクリーン又はフレキソ印刷ブロックにおける摩耗は見られない。

磁気潜像と共に記載されている印刷フォームにより、印刷品質が同レベルに保たれたまま、多数のコピーを製造できる。従って、本発明によるプロセスは、部分的に成形された導電構造を有する大量生産商品の製造に特に適している。

本発明よると、更なる層、例えば、光学及び／又は電気機能層を備える多層体を製造することができる。部分的に成形された導電構造を製造するために担体層を形成する機能以外に、磁性粒子は、少なくとも部分的に更なる機能、例えば、磁気コード層としての機能を実行する。本発明は、例えば、電子ポリマーのユニットのような電気ユニットだけでなく複数層アンテナ体にコイル及び蓄電器を形成することができ、ここでは、導電構造を例えば接続電線、電極層又はこれらに似たもとすることができる。

更に有益な構成は従属項で説明される。

好ましくは、多層体を連続回転プロセスにより供給され且つ製造される担体膜とすることができる。

導電磁性粒子は導電構造を形成することができる。そのために、導電構造の抵抗が低い場合は、粒子は密集関係で配置されなければならない。

導電磁性粒子を軟性磁気コアと導電性のケーシングとから形成することができるため、磁性粒子の磁気的性質と電気的性質とを相互に別々に最善化することができる。

そのため、更に有益な構成では、磁性粒子は、第一の導電層により導電的に連結されている。その層は、外部電流を使用せずに還元剤を利用した金属層の形状で電気的に形成される。このようなプロセスは、持続的プロセスの形式であるため、特に適切である。このプロセスは、磁性粒子に関する裸の金属界面を必要とし、つまり、少なくとも磁性粒子の上部が露出している必要がある。更に、この目的のために有益なプロセスステップを更に以下に記載する。

第一の導電層を銅又は銀で形成することができる。好ましくは、第一導電層の厚さは４０ｎｍから７０ｎｍである。

磁性粒子には、少なくともそれらの表面に、電流を使用しない手順での電気化に特に適している材料、例えば、鉄、銅、ニッケル、金、錫、亜鉛またはこれらの合金が設けられている。

更に有益な構成においては、第一の導電層は第二の導電層により補強され、この第二の導電層は、外部電流を用いて電気的に塗布される低比抵抗の金属、例えば、アルミ、銅、ニッケル、銀又は金を備える。この金属層の電気的性質をガルバニック手順のパラメータにより幅広い範囲内で調整することができる。磁性粒子がそれらの密集した配列により導電構造をすでに形成している場合は、このプロセスで第一の導電層の塗布が省かれ、その代わりに、第二の導電層がすぐに塗布される。

従って、本発明に係るプロセスにより形成された導電構造を第一及び／又は第二の導電層により形成することができる。

フレーク状の磁性粒子が使用されることが好ましい。また、球状の磁性粒子を使用することができる。球状磁性粒子を球状パッキングでそれらの回転位置とは独立して密接に密集した関係で配置することができる。

更に有益な構成では、直径２μｍから１０μｍの磁性粒子が使用され、好ましくは、直径２μｍから４μｍの磁性粒子が使用される。

更に、同じ画像解像度がデジタルデータセットと磁気潜像とに選択される。従って、デジタルデータセットの像点は、印刷フォーム上の磁気画像点と１：１の関係で関連している。

１：１の関係が成立しない場合、デジタルデータセットの画像解像度及び磁気潜像の画像解像度の指数、又は、その逆数値は整数となるように選択されることが好ましい。現代の画像処理プログラムがいずれの指数も選択可能であることは確かであるが、画像変換は、製造される構造の形状の品質に悪影響を与える像欠陥につながる。例えば、第一の画像解像度が３００ｄｐｉを必要とし（１インチあたりのドット数または像点が１インチ＝２５．４ｍｍ）、第二の画像解像度が６００ｄｐｉを必要とする場合、指定の商は２である。このため、同じ画像解像度がｘ方向及びｙ方向の両方に提供される場合、デジタルデータの像点は、磁気潜像の４つの像点に関連する。４００／６００の指数では、デジタルデータセットの１像点は、磁気潜像の２．２５像点に対比関連する。しかしながら、整数の像点だけが表示され、これにより、磁気潜像は像欠陥を有する。

担体基板は、磁性粒子が粘着するプライマー層を有する。好ましくは、３μｍから４μｍの厚さのプライマー層が塗布される。

粉末状の磁性粒子を磁化印刷フォームに適用することができ、これにより、印刷フォーム上に形成された磁気潜像は可視化され、即ち、現像される。過剰な磁性粒子を剥ぎ取り又は吸引により取り除くことができる。ここで、印刷フォームの表面に接触する担体基板により磁性粒子を担体基板に転写することができる。しかしながら、担体基板の背面が印刷フォームの上面に向けられている場合、パウダー状の磁性粒子をプライマーでコーティングされた担体基板の上面に適用することができる。

担体基板を数マイクロメーターの担体膜とすることができる。担体膜の厚さが薄いという利点から、印刷フォームにより粒子に与えられる磁気力の弱体化効果を、粒子と印刷フォームとの間に担体膜により形成される隙間から無視することができる。

更に有益な構成では、磁気分散が利用されており、磁気粒子は分散中の分散相の形式で適用される。分散に対する分散相の比率は、２％から１０％の重量で設定されることが好ましい。

磁性粒子をプライマーに固定させるためには、磁性粒子が圧力ローラーでプライマーの表面に押し込まれる。この製造ステップは、プライマーが加熱及び／又は初期分解される場合、簡略化される。磁性粒子が分散で結合している場合、プライマーの初期分解をもたらす分散剤を提供することができる。

しかしながら、磁気分散を直接担体基板に適用することもできる。前記したように、パウダー状の磁性粒子の適用に関連して、印刷フォームが磁気分散でコーティングされた後、磁気分散が担体基板上に転写される。

本発明の更なる構成では、分散中の固定された磁気粒子を再度可動させるために分散剤を初期分解又は取り除く必要があるとき、磁気分散でコーティングされた担体基板、好ましくは、担体膜が利用される。ここで磁性粒子は印刷フォームの磁気潜像により配向する。このような担体基板の事前コーティングは、磁性粒子を担体基板上に特に均一且つ高密度のパッキング関係で配置させるために有益である。

また、磁性粒子は、担体基板上の全面に磁気層として配置され、剥離層を用いて部分的に取り除くことができる。この場合、磁気層の剥離の間、担体基板と印刷フォームとの相対速度がゼロに等しくなるように、磁性印刷フォームがエンドレス循環ベルト状であることが好ましい。磁気層は、印刷フォームの磁気領域に配置されていない領域で分離される。その点において、磁気層と剥離層との接着力は、印刷フォームの磁気領域の磁気接着力より小さくなるように選択される。

担体基板に磁性粒子を固定させるために、溶媒がプライマー及び／又は分散剤から排出され、又は、プライマー及び／又は分散剤が溶融され、又は、プライマー及び／又は分散剤が硬化する。

プライマー及び／又は分散剤から形成された接着層の厚さは、磁性粒子の平均直径の０．５倍から１．５倍であり、好ましくは、０．５倍から０．８倍である。

第一又は第二の導電層をそれぞれ電気的に塗布する前に、磁性粒子の上部を露出させることができる。そのために、プライマー及び／又は分散剤を初期溶解する溶媒を利用することができる。もう一つの方法として、磁性粒子の上部をプライマー及び／又は分散剤の部分的熱除去により露出させることができる。また、磁性粒子の上部を露出させる機械的除去を提供することも可能である。

担体基板に固定された磁性粒子の接着層の厚さを磁性粒子の平均直径の５０％から８０％とすることができる。その点において、磁性粒子は、接着層からそれらの平均直径の５％から９５％突出しており、好ましくは、４０％から６０％突出している。

上記プロセスに必要な磁化印刷フォームを回転印刷シリンダーの形式又はエンドレス循環印刷ベルトの形式とすることができる。好ましくは、エンドレス循環印刷ベルトとすることができ、これは連続回転プロセスで供給された担体基板が印刷ベルトとの接触面を形成し、ここでの担体基板と印刷ベルトとの相対速度がゼロに等しいからである。担体基板が印刷ドラムの一部の周りに延びる場合、同一の有益な機能が循環印刷ドラムでも実行される。

更に有益な構成では、本発明に係るプロセスの製造装置は、別の製造装置に連結されており、この別の製造装置は、前記製造装置の上流側及び／又は下流側に配置されている。担体基板を、例えば、複数の光学及び／又は電気機能層を有する多層膜体とすることができる。本発明に係るプロセスで導電構造に設けられた多層体は、ここで、以下の一つ以上の製造ステーションで完成させることができ、例えば、光学安全特性を備えるフィルム回路を形成するように更なる層を有することができる。

以下に、図面を参照して本願発明を更に詳細に記載する。

図１は、本発明に係るプロセスを行うための製造ステーション１を示す。該製造ステーションは、印刷装置１０、洗浄ステーション２０、乾燥ステーション３０、ガルバニ浴槽４０及び処理後ステーション５０を備える。図３ａ乃至図３ｆは、製造ステーション１で実行されたプロセスステップの結果を示す概略図である。

より良い理解のために、図２ａ及び図２ｂは、部分的に成形された導電構造９ｆのデジタル画像９を示す。図２ａに示された通り、この導電構造９ｆは、渦巻状に巻かれた導体トラックを備える。この導体トラックは、例えば、高周波信号を受信するためのアンテナを形成することができる。デジタル画像９をデジタルデータセットという形でコンピュータに保存することができる。

図２ｂは、図２ａの一部を拡大して示す。デジタル画像９は、２進値「１」または「０」を有する像点から形成され、導電構造９ｆは、２進値「１」の像点９ｓから形成される。画像９の他の領域は、２進値「０」の像点９ｗから形成される。図２ｂに示された例では、円形の像点９ｓ及び９ｗは、ラスタグリッド状に配置され、これにより、像点は、列及び行を形成し、隣接した像点は、共通の接触点を有する。しかしながら、像点を例えば楕円形、正方形または長方形の構成とすることもできると共に／又は隣接する像点間に間隔を形成することもできる。

印刷装置１０は、書き込みヘッド１２と消去ヘッド１３とを備える回転磁化可能印刷ドラム１１を有する。担体膜１６は、それらに連続回転手順で送り込まれる。担体膜１６は、印象ローラー１１ａにより印刷ドラム１１に対し押し付けられる。

担体膜を、例えば、厚さ１０μｍから５０μｍ、好ましくは、厚さ１９μｍから２３μｍのＰＥＴ膜またはＰＯＰＰ膜とすることができる。担体には、あらかじめ剥離層や保護ラッカー層等の層を塗布することができる。これらの剥離層と保護ラッカー層とを０．２μｍから１．２μｍの厚さとすることが好ましい。多層担体膜は、例えば、構造化された高分子半導体層のような光学的効果を作り出す装飾層及び電気機能層等の更なる層を有する。

図示の実施例中の印刷装置１０の書き込みヘッド１２は、磁気ヘッド１２ｋ（図３ａ参照）を有する。該磁気ヘッドは、印刷列に互いに並列の関係で配置され、電気制御装置（図１には示されていない。）により像点方法で動作する。この制御装置を、例えば、画像処理及び制御ソフトウェアを有するコンピュータとすることができ、そのメモリの中に部分的に成形された導電構造の画像線９ｆ（図２ａ及び図２ｂ参照）のデジタルデータセットが保存されている。

図３ａに図示されたように、書き込みヘッド１２は、回転印刷ドラム１１の表面に磁気像点１１ｍから形成された連続的な画像線を形成する。この場合、上記の図２ｂで識別された像点９ｓ及び９ｗは、どの磁気ヘッド１２ｋが作動したかに関する情報を提供し、即ち、作動とは、そこから電流が流れていることであり、これにより、作動磁気ヘッド１２ｋ’を構成する。その点に関して、作動磁気ヘッド１２ｋ’は、２進値「１」を含む像点９ｓと関連すると共に非作動磁気ヘッド１２ｋは、２進値「０」を含む像点９ｗと関連する。

作動磁気ヘッド１２ｋ’は、印刷ドラムの表面のその影響領域で配置された要素磁石をその磁力線に沿って向け、これにより、鉄粉粒子のような磁性粒子を引き付けることのできる磁気像点１１ｍを形成する。磁気ヘッド１２ｋ及び１２ｋ’は、間隔１２ａをおいて配置され、この間隔は、像点１１ｍの中心間の間隔である。好ましくは、像点９ｓ及び９ｗ（図２ｂ参照）は、それぞれその中心間の間隔を含み、これは、導電構造のデジタルデータセットの解像度と印刷装置の解像度とが同じであることを意味する。これにより、各像点９ｓ（図２ｂ参照）に対して一つだけの磁気像点１１ｍが対応し、また、各像点９ｗ（図２ｂ参照）に対して一つだけの非磁気像点が対応する。マグネトグラフィック印刷装置の場合、例えば、６００ｄｐｉの解像度に達することが可能であり、即ち、１インチあたり（１インチ＝２５．４ｍｍ）６００像点を表すことが可能になる。このような解像度レベルでは、像点はおよそ４０μｍ間隔で配置される。

回転後、印刷ドラム１１の書き込みが完了している場合、書き込みヘッド１２により実行されていた書き込み作業を終結させることができる。その後、印刷ドラム１１上に書き込まれた磁気潜像を、以下に説明するように、坦体膜１６上に繰り返し転写することができる。

印刷ドラム１１上に新しい画像情報の種目を書き込むために、磁気像点１１ｍを、消去ヘッド１３を用いて再度消去することができる。この消去ヘッドは、印刷ドラム１１の要素磁石を高周波励起により不規則位置に配置することができ、これにより、その後、印刷ドラム１１は再度非磁性になる。

しかしながら、印刷ドラム１１には、連続的に画像情報の種目が書き込まれている。つまり、印刷ドラム１１の回転毎に、消去ヘッドは、線に関する方法で印刷ドラム１１を非磁性化し、その後、書き込みヘッド１２は、画像情報の種目を線に関する方法で印刷ドラム１１に書き込む。

印刷ドラム１１の表面に書き込みヘッド１２により形成された磁気潜像は、印刷ドラム１１の回転方向に書き込みヘッド１２の下流に配置された現像剤機構１４により可視化される。現像剤機構１４は、供給容器１４ｖを有し、その計量スロットから磁気分散１４ｄが印刷ドラム１１の表面に塗付される。また、現像剤機構１４は、この計量スロットの下流に配置された除去装置１４ａを有する。好ましくは、磁気分散１４ｄは、分散剤１４ｂ中で境界づけられる球状磁性粒子１４ｋを含む。磁性粒子１４ｋは導電面を有する。これらの直径は、２μｍから１０μｍであり、好ましくは、２μｍから４μｍである。これらの中心を、鉄、ニッケルコバルト、鉄合金、又は磁性セラミックスで形成することができると共に、その導電性ケーシングを、鉄、銅、ニッケル、金、錫、亜鉛又はこれら物質の合金で形成することができる。磁気コアが導電性材料からできている場合は、導電性ケーシングを省くことができる。しかしながら、導電性コアを別の材料の導電性ケーシングで作ることも可能であり、これにより、例えば、高導電性の実現及び特定の電気化学的性質の形成が可能になる。分散剤１４ｂは、水溶性の分散剤であることが好ましい。

上記指定の粒子直径で、最大の球状パッキングで、６００ｄｐｉの印刷解像度が適用されるとき、４から２０の磁性粒子を各像点それぞれに相対的に並列の関係で配置することができる。明確に説明すると、図３ａ乃至図３ｅにおいて、4つの磁性粒子１４ｋのみが各像点１１ｍに示されている。

磁気分散１４ｄは、その粘着性に関して調整されると、磁性粒子１４ｋを最適な方法で像点１１ｍ上に配置することができ、つまり、密度の高い球状パッキング状で、像点がない領域では、磁気分散１４ｄは、除去装置１４ａにより再び印刷ドラム１１から取り除かれる。図３ｂに示されているように、その後、磁性粒子１４ｋは、磁気像点１１ｍの領域だけに配置されており、磁性粒子は、その位置に磁気像点１１ｍにより固定されると共に印刷ドラム１１の表面に保存された磁気潜像を可視化させる。

磁気分散１４ｄにより形成された可視画像は、ここで、担体膜１６に転写される。そのために、坦体膜は、現像剤機構１４の下側に位置する印刷ドラム１１へその回転方向に沿って移動し、印象ローラー１１ａにより印刷ドラム１１に対し押し付けられる。磁気分散１４ｄが坦体膜１６に付着し、残留物を残さずに磁気分散１４ｄが印刷ドラム１１から取り除かれるように、磁気分散１４ｄは、その粘着性について調整される。そのために印象ローラー１１ａは加熱され、それにより、磁気分散１４ｄの粘度は増加する、又は磁性粒子１４ｋは他の適切な方法により担体膜上に固定される。一例として、印刷ドラム１１を向いた担体膜１６の面をプライマー、即ち、結合剤でさらにコーティングすることができる。図３ｃは、印刷ドラム１１から分離される前に磁気分散１４ｄによりコーティングされた担体膜１６を示し、図３ｄはそれ以降を示す。

印刷された担体膜１６は、ここで、洗浄ステーション２０を通過し、磁性粒子１４ｋの上面部は分散剤１４ｂを含まない。分散剤を水溶性の分散剤１４ｂとすることが好ましいため、分散剤を水槽中で環境に優しい方法で取り除くことができる。図３ｅは、洗浄ステーション２０を離れた後の被覆担体膜１６を示す。磁性粒子１４ｋの上面部はここで露呈し、分散剤１４ｂから突出する。

図示の実施例において、以下の乾燥ステーション３０は、熱及び／又は紫外線を放つランプ３０ｌを有し、分散剤１４ｂはこれで硬化する。このような方法で磁性粒子１４ｋは担体膜１６上に固定される。硬化手順は、分散剤１４ｂについて架橋反応を含み、これは紫外線により誘発される。一例として、水溶性高分子をこのような方法で硬化させることができる。

最後に、担体膜１６はガルバニ浴槽４０を通過する。最初の処理ステップとして、第一の導電層１４ｍは、外部電流を利用せずに化学反応で磁性粒子１４ｋ上に沈澱する。第一の導電層は、このプロセスで特に良く沈澱する銅層又は銀層を含む。

より有益なところでは、導電層１４ｍが４０ｎｍから７０ｎｍの層の厚さを有する。以下のような構成の硫酸銅浴を反応物質として使用することができる。
構成物質 比率
硫酸銅（ＩＩ）５− 水和物 ６０−２４０ｇ／ｌ ＝ ４０−６０ｇ／ｌ 銅
硫酸 ４０−１００ｇ／Ｉ
塩化物 （たとえば塩化ナトリウム） ３０−１５０ｍｇ／Ｉ

外部電流を利用せずに沈澱した導電層１４ｍは、ここで、外部電流により直流電気療法を施すことで補強され、これにより、第二の導電層１４ｍ’が形成され、例えば、導電性及び／又は機械的強度の向上に繋がる。第二の層１４ｍ’を第一の層１４ｍの金属から構成される層とすることができる。しかしながら、別の金属を第二の層に用いることもできる。一例として、特に良好な伝導性または腐食作用への耐性を得るために、第一の層１４ｍ’に銀や金を使用することもできる。好ましくは、電流密度を最大５Ａ／ｄｍ²までに設定する。図３ｆは、二つの層１４ｍ及び１４ｍ’を有する完成坦体膜１６を示す。

担体膜１６は、後処理ステーション５０で中性化され、乾燥される。中性化は、ガルバニ浴槽の残留物を取り除く洗浄処理により行われる。そのために、フラッシングの実施及び有機酸の使用が可能である。

担体膜１６及び／又は構造層に更なる層を適用するために、更なる製造工程を含むことができる。既に述べたように、担体膜１６を、導電構造に加え、既に更なる機能及び/又は装飾層を有する多層膜とすることができる。上記したように塗布された部分的に成形された金属層を、例えば、有機半導体構造を相互に連結させ且つ装飾領域に埋め込まれた導体トラック、例えば、光学活性回折構造の形式とすることができる。

図４は、磁化性循環印刷ベルト１１１が印刷フォームとして提供されたマグネトグラフィック製造ステーションを示す。製造ステーション２は、マグネトグラフィック印刷装置１１０、乾燥ステーション３０及びガルバニ浴槽４０から形成されている。

印刷ベルト１１１の表面への磁気潜像の形成は、図１を参照して上記したように行われる。図５ａは、上記印刷ドラム１１（図３ａ）と同様に、印刷ベルト１１１の磁気像点１１ｍの構成を示す。

担体膜１６は、ここで、プライマー１６ｐでコーティングされ、連続回転のプロセスにより印刷装置１１０に送り込まれる。この操作では、坦体膜は、輸送ローラー１１ｔを用いて駆動される印象ローラー１１ａにより連続循環印刷ベルト１１１に対して押し付けられる。このような配置は、担体膜１６と印刷ベルト１１１との間で表面接触を形成し、印刷ベルト１１１と担体膜１６とは相対的に安定している。

プライマーを、３ｍｍ〜９ｍｍの層厚で塗付されるエポキシ樹脂、アクリル樹脂又は放射架橋可能ラッカーとすることができる。層厚は、磁性粒子の平均直径の０．５倍〜１．５倍、又は、好ましくは、０．５倍〜０．８倍である。熱可塑性高分子のガラス転移温度は、磁性粒子エンクロージャの材質に依存して選択され、熱可塑性高分子のガラス転移温度を、適切なポリマーの選択に使用することができる。

図４に示された実施例では、プライマーでコーティングされていない担体膜１６の面が印刷ベルト１１１に対向し、現像剤機構１４は、担体膜１６に塗付されたプライマー１６ｐと接触する。

本実施例では、現像剤機構１４の供給容器１４ｖは、磁性粒子１４ｋを含む磁性粉１４ｐで充填されている。この配置では、担体膜１６とプライマー１６ｐとが磁性粒子１４ｋと印刷ベルト１１１の表面との間に配置されているため、磁性粒子１４ｋは、印刷ベルト１１１の表面には直接接触しないが、担体膜１６とプライマー層との薄さから磁気潜像を形成する上で、品質的欠陥は見られない。このため、上記したように、担体膜１６を更なる追加層を有する担体膜とすることができる。

過剰な磁性粒子は、ここで、プライマー１６ｐの表面から吸引除去装置１４ａ’により取り除かれる。図５ｂは、プライマー１６ｐを有し、印刷ベルト１１１に配置された担体膜１６と、磁性像点１１ｍに対し垂直間隔を有し、プライマー１６ｐの表面に配置された磁性粒子１４ｋとを示す。

印象ローラー１１ａは、吸引除去装置１４ａ’の下流に相対的に重なり合う関係で配置されており、ここで、磁性粒子１４ｋをプライマー１６ｐの表面に押し込む（図５ｃを参照）。磁性粒子１４ｋがプライマーに押し込まれる動きは、例えば、印象ローラー１１ａを加熱することにより促進される。磁性粒子１４ｋは、乾燥ステーション３０において担体膜１６上に永続的に固定される。図４に示された実施例では、乾燥ステーション３０は印刷ベルト１１１の下流に配置されている。分散剤１４ｄを用いた図１を参照して説明されたように、ランプ３０ｌにより形成された紫外線または熱放射は、プライマーを乾燥及び／又は硬化させる。

ランプ３０ｌが熱放射によりプライマーを乾燥させる加熱灯である場合は、図４に示されたように、印刷ベルト１１１の下流に設けられた乾燥ステーション３０の配置は、印刷ベルト１１１の磁化を加熱により減衰させるために特に有利である。

図４に示された実施例は、以下のような方法で変更することができる。過剰な粒子が吸引により取り除かれた後、図４に示されてない追加の操業ステーションで、結果的に磁性粒子１４ｋがプライマーの表面に沈下するまでプライマー１６ｂを初期溶解及び／又は軟化させる。さらに、相対的に向かい合って配置された二つの印象ローラー１１ａの代わりに乾燥ステーション３０が設けられ、また、上記の追加操業ステーションは、吸引除去装置１４ａ’と乾燥ステーション３０との間に配置される。

最後に、担体膜１６は二段階のガルバニ浴槽４０を通過し、この中でまず導電層１４ｍが外部電流を使用しない処理で磁性粒子１４ｋに沈澱し、その後、金属層１４ｍ′が外部電流を使用して塗布される。

図５ｄは、層１４ｍ及び１４ｍ’で覆われたプライマー層１６ｐ及び磁性粒子１４ｋを有する完成坦体膜１６を示す。

図６は、製造ステーション３を有する第三実施例を示し、この製造テーションは、印刷される坦体膜１６の性質が図３を参照して上記した製造ステーション２と本質的に相違する。この点に関して、図７ａ乃至図７ｅは、各製造工程の結果を示す断面図である。

製造ステーション３は、マグネトグラフィック印刷装置２１０と、乾燥ステーション３０と、ガルバニ浴槽４０とを備える。上記した印刷装置１１０のように、印刷装置２１０は循環印刷ベルト２１１を有する。図７ａに示されたように、磁性像点１１ｍを印刷ベルト２１１で製造することができる。

図７ｂは、印刷ベルト２１１と接触し、既にプライマー１６ｐ及び磁気分散１４ｄでコーティングされた担体膜１６を示す。この場合、磁気分散１４ｄで隣接する磁性粒子１４ｋは、洗い落とせる分散剤を用いた密度の高い球状パッキングで単一の層に配置されることが好ましい。プライマーと磁気分散とで形成された粘着層の層厚は、約１＊ｄから１．５＊ｄであり、好ましくは、１．２＊ｄから１．４＊ｄである。ここで、ｄは磁性粒子１４ｋの平均直径を示す。図７ｂに示されたように、第一に、磁性粒子１４ｋは、印刷ベルト２１１の領域に配置されており、この領域には、磁気像点は形成されていない。過剰な磁性粒子１４ｋは、ここで、印刷装置２１０に配置された現像剤機構２１４により取り除かれる。現像剤機構２１４には、洗浄ステーション２１４ｗと吸引除去装置２１４ａとが設けられている。

プライマー１６ｐ及び磁気分散１４ｄでコーティングされた担体膜１６が現像剤機構２１４を通過すると、磁気分散１４ｄの分散剤は、ここで、第一に洗浄ステーション２１４ｗから取り除かれる。これにより、磁性粒子１４ｋは、ただ依然として磁気力により磁気像点１１ｍの領域のそれらの位置に固定される。洗浄ステーション２１４ｗの下流に配置された吸引除去装置２１４ａは、ここで、磁気像点１１ｍの外側に沈澱している磁性粒子を取り除くことができる。図６ｃは、現像された担体膜１６を示し、ここで、磁性粒子１４ｋは、ただ依然として磁気像点１１ｍの領域に存在している。

磁性粒子１４ｋは、ここで、下流位置に配置された位置固定ステーション５３０により担体膜１６に固定される。位置固定ステーション５３０は、通過水槽５３０ｂと乾燥装置５３０ｔとを備える。プライマー１６ｐは、水槽５３０ｂ中の溶媒により表面溶解しやすく、これにより、磁性粒子１４ｋは、プライマー１６ｐの表面に浸透する。硬膜剤の使用も可能で、これはプライマーと共に硬化層を形成する。該硬化層又は溶解された表面を有するプライマーは、熱放射及び紫外線により硬化する。このため、水槽５３０ｂの下流に配置された乾燥装置５３０ｔは、ランプ５３０ｌを有し、図６に示された実施例では、ランプ５３０ｌは、印刷ベルト１１１から離れて担体膜１６の表面に配置されている。

位置固定ステーション５３０の後に配置されたガルバニ浴槽４０と、後処理ステーション５０とについては、図１及び図４に関する記載を参照する。

図７ｅは、プライマー層１６ｐと、層１４ｍ及び１４ｍ’で覆われた磁性粒子１４ｋとを有する完成担体膜１６を示す。非常に生産性の高い印刷プロセスを適用された磁性粒子１４ｋの層が連続回転プロセスで電気的に補強されるため、部分的に成形された導電構造は、この方法で形成され、これにより、寸法、材質選択、層の厚さ等の機能的条件に特に有益に適応できる。

上記の実施例は、本発明に係る部分的な解決法を含み、これらを更なる解決法を提供すために組み合わせることができる。一例として、本発明に係る解決策の原則から逸脱しない限り、印刷ドラムを印刷ベルト又は均等物に変えることができる。図1は、担体膜１６と印刷ドラム１１との線接触を含む。しかしながら、図４及び図６に示された他の二つの実施例のように、担体ベルト１６を印刷ドラム１１の周囲的部分に延ばし、表面接触を行うこともできる。

本発明に係る解決策の更なる変形例は、例えば、担体膜１６に異なるコーティングを施すことである。担体膜１６には、例えば、光学的効果をもたらす層が既に設けられている。しかしながら、この配置は、本発明のプロセスにより導電的に連結された領域を有する電気的機能層をも備えることができる。しかしながら、担体膜に、導電性構造の適用に続いて、更なる層を設けることができる。

すべての解決策は、高いレベルの柔軟性、高速処理、持続的また廉価な摩耗のない工程で区別され、一貫して高い品質の完成品を提供する。

本発明に係る工程を行うための製造ステーションの第一実施例を示す概略図である。 部分的に形成された導電性構造のデジタル画像の例を示す図である。 図２ａにおける詳細ＩＩｂの拡大図である。 図３ａ乃至図３ｆは、図１の製造ステーションで実現されたプロセスステップの結果を示す概略断面図である。 本発明に係るプロセスを行うための製造ステーションの第二実施例を示す概略図である。 図５ａ乃至図５ｄは、図３の製造ステーションで実現されたプロセスステップの結果を示す概略断面図である。 本発明に係るプロセスを行うための製造ステーションの第三実施例を示す概略図である。 図７ａ乃至図７ｅは、図５の製造ステーションで実現さえたプロセスステップの結果を示す概略断面図である。

符号の説明

１・・・製造ステーション
２・・・製造ステーション
９・・・デジタル画像
９ｆ・・・導電構造
９ｆ・・・画像線
９ｓ・・・像点
９ｗ・・・像点
１０・・・印刷装置
１１・・・回転印刷ドラム
１１ａ・・・印象ローラー
１１ｍ・・・像点
１２・・・書き込みヘッド
１２ａ・・・間隔
１２ｋ・・・磁気ヘッド
１２ｋ’・・・磁気ヘッド
１２ｋ’・・・作動磁気ヘッド
１３・・・消去ヘッド
１４・・・現像剤機構
１４ａ・・・除去装置
１４ａ’ ・・・吸引除去装置
１４ｂ・・・分散剤
１４ｄ・・・磁気分散
１４ｋ・・・磁性粒子
１４ｍ・・・第一の導電層
１４ｍ’・・・第二の導電層
１４ｐ・・・磁性粉
１６・・・担体膜
１６・・・担体ベルト
１６ｐ・・・プライマー
２０・・・洗浄ステーション
３０・・・乾燥ステーション
４０・・・ガルバニ浴槽
５０・・・処１１０・・・マグネトグラフィー印刷装置
２１０・・・マグネトグラフィー印刷装置
１１１・・・印刷ベルト
２１１・・・印刷ベルト
３０ｌ・・・ランプ
５３０・・・位置固定ステーション
５３０ｂ・・・通過水槽
５３０ｔ・・・乾燥装置

Claims (32)

1. 担体基板（１６）に部分的に成形された導電構造を製造するためのプロセスであって、
   前記導電構造の図形の磁気潜像は、磁化印刷フォーム（１１、１１１、２１１）に前記導電構造の前記図形を規定するデジタルデータセットから形成され、
   前記磁気潜像は、磁気像点（１１ｍ）と非磁気像点とから形成され、
   導電面を有し、前記磁気像点（１１ｍ）により引き付けられる磁性粒子は、前記印刷フォーム（１１、１１１、２１１）を用いて、前記磁気潜像により配置され、
   前記磁性粒子は、前記担体基板（１６）に前記導電構造の前記図形を提供し、前記担体基板に固定されることを特徴とするプロセス。
2. 直径２μｍから１０μｍの磁性粒子（１４ｋ）が使用され、好ましくは直径２μｍから４μｍの磁性粒子が使用されることを特徴とする請求項１に記載のプロセス。
3. 前記磁性粒子（１４ｋ）は、球形パッキングで密集関係に配置されていることを特徴とする請求項１又は２に記載のプロセス。
4. 前記磁性粒子（１４ｋ）には、導電層（１４ｍ，１４ｍ’）が電気的に塗布されることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載のプロセス。
5. 前記磁性粒子は、還元剤を用いて外部電流を介さずに金属層という形式で電気的に塗布される第一の導電層（１４ｍ）により結合されていることを特徴とする請求項４に記載のプロセス。
6. 第二の導電層（１４ｍ’）は、前記磁性粒子又は前記第一の導電層に電気的に沈澱することを特徴とする請求項４又は５に記載のプロセス。
7. 前記担体基板（１６）は、前記磁性粒子（１４ｋ）の塗布前に、プライマー（１６ｐ）によりコーティングされ、好ましくは、前記プライマーの層の厚さが３μｍから４μｍであることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか一項に記載のプロセス。
8. 前記磁性粒子（１４ｋ）は、パウダー状に塗布されることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか一項に記載のプロセス。
9. 前記磁性粒子（１４ｋ）は、分散（１４ｄ）の分散相の形式で塗布され、好ましくは、前記分散（１４ｄ）に対する前記分散相（１４ｂ）の比率が重量の２％から１０％であることを特徴とする請求項１乃至８のいずれか一項に記載のプロセス。
10. 前記プライマー（１６ｐ）を初期溶解させる分散剤（１４ｂ）が使用されていることを特徴とする請求項９に記載のプロセス。
11. 前記磁性粒子(１４ｋ)は、前記プライマー（１６ｐ）及び／又は前記分散剤(１４ｂ)から溶媒を取り除くことにより前記担体基板（１６）に固定されることを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか一項に記載のプロセス。
12. 前記磁性粒子(１４ｋ)は、前記プライマー（１６ｐ）及び／又は前記分散剤(２４ｄ)を溶融することにより前記担体基板（１６）に固定されることを特徴とする請求項１乃至１１のいずれか１項に記載のプロセス。
13. 前記磁性粒子(１４ｋ)は、前記プライマー（１６ｐ）及び／又は前記分散剤(１４ｂ)を、特に、熱又は紫外線により硬化させることにより前記担体基板（１６）に固定されることを特徴とする請求項１乃至１２のいずれか一項に記載のプロセス。
14. 前記プライマー（１６ｐ）及び／又は分散剤(１４ｂ)は接着層を形成し、該接着層の厚さは、前記磁性粒子（１４ｋ）の平均直径の０．５倍から１．５倍で、好ましくは０．５倍から０．８倍であることを特徴とする請求項１乃至１３のいずれか一項に記載のプロセス。
15. 前記磁性粒子（１４ｋ）の上部は、前記第一の導電層（１４ｍ）及び／又は前記第二の導電層(１４ｍ’)の塗布前に露出していることを特徴とする請求項１乃至１４のいずれか一項に記載のプロセス。
16. 前記磁性粒子（１４ｋ）の前記上部を露出させるために、溶媒が使用され、該溶媒は、前記プライマー（１６ｐ）及び／又は前記分散剤(１４ｂ)を初期溶解させることを特徴とする請求項１５に記載のプロセス。
17. 前記磁性粒子（１４ｋ）の上部は、前記プライマー（１６ｐ）及び／又は前記分散剤(１４ｂ)の部分的な熱除去により露出していることを特徴とする請求項１５に記載のプロセス。
18. 前記磁性粒子（１４ｋ）は、前記磁化印刷フォーム（１１，１１１，２１１）に塗布され、該磁化印刷フォームから前記担体基板（１６）へ転写されることを特徴とする請求項１乃至１７のいずれか一項に記載のプロセス。
19. 前記磁性粒子（１４ｋ）は、前記磁気潜像が前記担体基板（１６）に塗布された前記磁性粒子（１４ｋ）と反対側の前記担体基板（１６）の面に配置された状態で、前記担体基板（１６）及び前記印刷フォーム（１１，１１１，２１１）に塗布されていることを特徴とする請求項１乃至１８のいずれか一項に記載のプロセス。
20. 前記磁性印刷フォームは、回転印刷シリンダー（１１）形状であることを特徴とする請求項１乃至１９のいずれか一項に記載のプロセス。
21. 前記磁性印刷フォームは、エンドレス循環印刷ベルト（１１１，２１１）形状であることを特徴とする請求項１乃至２０のいずれか一項に記載のプロセス。
22. 前記担体基板は、膜、特に、多層膜であることを特徴とする請求項１乃至２１のいずれか一項に記載のプロセス。
23. 前記プロセスは、連続回転プロセスであることを特徴とする請求項１乃至２２のいずれか一項に記載のプロセス。
24. 部分的に成形された導電構造を有する多層体であって、
    該多層体は、導電面を有し、前記導電構造の図形に配置された磁性粒子（１４ｋ）の層を有することを特徴とする多層体。
25. 前記磁性粒子は、第一の導電層（１４ｍ）により結合され、好ましくは、前記第一の導電層（１４ｍ）の厚さが４０ｎｍから７０ｎｍであることを特徴とする請求項２４に記載の多層体。
26. 前記第一の導電層（１４ｍ）は、銅、ニッケル又は銀を備えることを特徴とする請求項２５に記載の多層体。
27. 前記多層体は、電気機能層の形式の第二の導電層（１４ｍ’）を有し、該第二の導電層は、前記磁性粒子（１４ｋ）及び／又は前記第一の導電層（１４ｍ）に電気的に塗布され、好ましくは、前記第二の導電層の厚さは、２μｍから５０μｍであることを特徴とする請求項２４乃至２６のいずれか一項に記載の多層体。
28. 前記第二の導電層（１４ｍ’）は、低比抵抗を有する金属、例えば、アルミニウム、銅、ニッケル、銀又は金を備えることを特徴とする請求項２７に記載の多層体。
29. 前記磁性粒子(１４ｋ)は、フレーク形状であることを特徴とする請求項２４乃至２８のいずれか一項に記載の多層体。
30. 前記磁性粒子は接着層に埋め込まれ、該接着層の厚さは、前記磁性粒子（１４ｋ）の平均直径の５０％から８０％であることを特徴とする請求項２４乃至２９のいずれか一項に記載の多層体。
31. 前記磁性粒子（１４ｋ）は、前記平均直径の５％から９５％で前記接着層から突出し、好ましくは、４０％から６０％で突出することを特徴とする請求項３０に記載の多層体。
32. 前記磁性粒子(１４ｋ)は、軟性磁気コアと導電ケーシングとから形成され、好ましくは鉄、銅、ニッケル、金、錫、亜鉛又はこれら物質の合金のケーシングから形成されることを特徴とする請求項２４乃至３１のいずれか一項に記載の多層体。

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